JP3241314B2 - プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマによる有機
ハロゲン化合物の分解方法及び装置に関し、特にフロ
ン、トリクロロメタン等の有機ハロゲン化合物を効率よ
く分解するプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解方
法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】分子内にフッ素、塩素、臭素等を含んだ
フロン、トリクロロメタン、ハロン等の有機ハロゲン化
合物は、冷媒、溶剤、消化剤等の幅広い用途に大量使用
されており、産業分野における重要度が極めて高い。し
かし、これら化合物は揮発性が高いため、多くは未処理
のまま、大気、土壌、水等の環境へ未処理のまま放出さ
れ、現在、発ガン性物質の生成、オゾン層破壊、地球温
暖化等、環境に対して大きな悪影響を及ぼすことが分か
り、環境保全の見地からこれら有機ハロゲン化合物の無
害化処理を行う必要がある。

【０００３】従来、有機ハロゲン化合物の処理方法とし
て報告されているものは、主に高温での分解反応を利用
したものである。この処理方法を大きく分類すると、焼
却法とプラズマ法がある。

【０００４】焼却法では、揮発性有機ハロゲン化合物は
樹脂等の通常の廃棄物と一緒に焼却される。廃棄物焼却
炉で燃焼させるには強酸で腐食性のある塩化水素対策と
して、耐腐食対策が必要となる。また、通常の樹脂類の
燃焼とは異なる燃焼温度の設定となるため、これら有機
ハロゲン化合物だけを別に燃焼させる必要がある。ま
た、焼却炉からの塩化水素、ダイオキシン等の排出量に
は厳しい基準があるため、燃焼温度を不安定になること
等の要因を回避するためには、むやみに処理量を上げる
ことはできない。

【０００５】プラズマ法では、フロン等の専用分解装置
として、揮発性有機ハロゲン化合物に水蒸気をプラズマ
中で反応させて二酸化炭素、塩化水素、フッ化水素に分
解する。プラズマを生成する方法としては、高周波放電
及びＤＣアーク放電が用いられている。以下に、従来の
高周波放電装置について図面を参照して説明する。

【０００６】(1) 図６を参照する。図中の付番１は、ア
ルカリ水溶液２を収容した石英製の容器である。この容
器１には、下端部が開口した反応器３が下端部を前記ア
ルカリ水溶液２に浸漬した状態で配置されている。前記
反応器３には、コイル４が巻かれている。このコイル４
には、該コイル４に高周波電流を流す電源５が接続され
ている。前記反応器３の頂部には、アルゴンガス中に添
加したフロンと水蒸気の混合ガス６を収容した容器７が
配管８を介して接続されている。前記容器７からは混合
ガス６が反応器３に導かれる。前記容器１の上部には、
排気ダクト９が接続されている。

【０００７】図６に示す高周波放電では、電源５から導
かれる周波数１３．５６ＭＨｚの電磁波を用いる。ま
ず、前記容器７から混合ガス６を反応器３に導く。つづ
いて、反応器３に巻いたコイル４に高周波電流を流し、
反応器３内のガスをプラズマ化させる。プラズマ中で反
応したガスは、アルカリ水容液２で中和、無害化され、
排気ダクト９から排出される。

【０００８】しかし、この方法では、装置の小型化が困
難であることとアルゴンガスを使用するために処理コス
トが高くなる欠点がある。また、長時間の連続した運転
が安定に維持できない等の問題がある。一方、アルゴン
を使用しない試みがなされているが、フロン分解の反応
圧力条件が大気圧の１／４程度にする必要がある等、設
備上の問題がある。

【０００９】(2) 図７を参照する。なお、図６と同部材
は同符号を付して説明を省略する。ＤＣアーク放電の装
置構成は、図６に示す高周波放電とほぼ同じものであ
る。図７の高周波放電装置では、放電部が、柱状の陰極
11と、この陰極11を囲むように設けられた下部のみ開口
したノズル状の金属製の陽極12と、前記陰極11及び陽極
12に接続されたＤＣ電源13とから構成されている。な
お、容器７からのガスは配管８を介して陽極12と陰極11
間の領域に送給さられた後、反応器３内に送給されるよ
うになっている。

【００１０】図７の装置の場合、図６の高周波放電方式
の装置と比較して、減圧雰囲気を必要とせず、比較的小
型で分解能力の高いものが得られる。しかし、放電を発
生させるためのノズル状の陽極12が金属であることか
ら、フロン等の分解によって発生する腐食性ガスによる
電極表面の腐食、浸食により、陽極12、陰極11ともに劣
化しやすく、長時間安定した分解反応が実現しにくいと
いう欠点がある。

【００１１】また、電極間にフロンを通さず、プラズマ
生成後にフロン等の被分解ガスを供給するためには、放
電維持のためにアルゴンや空気が必須となる。空気の使
用はアルゴンと比較してランニングコストは高くはなら
ないが、アーク放電のガス温度約６０００゜Ｋ（Ｋelvi
n 温度目盛、以下単にＫと記す）では、窒素と酸素等の
反応により窒素酸化物の発生が伴うことが自明である。
従って、これらの反応生成物の対策設備が必要となる欠
点がある。

【００１２】なお、本発明に関する大気圧でのプラズマ
生成に関しては、特開平２−１３１１１６に示されてい
るように、周波数１〜２００ＭＨｚの高周波放電及び周
波数１〜２０ＧＨｚのアルゴンガスを用いてマイクロ波
放電が誘導加熱方式として使われているが、現状ではキ
ャリアガスをアルゴンとして溶射などに用いられてい
る。しかし、有機ハロゲン化合物のような分解性に富ん
だ分子性ガスを添加した系で、かつ、大気圧条件で長時
間安定にかつ均一なプラズマを生成することは現状では
困難である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】フロン、トリクロロメ
タンなどの揮発性有機ハロゲン化合物はもともと反応性
が非常に低いために、適切な分解処理方法がない。分解
処理方法として従来技術をそのまま使用できるものとし
て高温の燃焼技術がある。この方法では、大量の炭化水
素の燃料と一緒に有機ハロゲン化合物を燃焼させるた
め、エネルギー効率が悪く、装置を小型化できない。ま
た、有機ハロゲン化合物などを燃焼させるには、通常廃
棄物の燃焼よりも温度を高めに設定する必要があるが、
燃焼温度の設定及び立ち上げに時間を要する。被分解有
機ハロゲン化合物を回収分解処理することになるため、
低コストで効率的な分解処理ができない。

【００１４】立ち上げ時間を短縮する従来技術として、
高周波放電やアーク放電を利用したプラズマ法がある。
高周波放電を利用した設備では、効果なアルゴンガスが
必須であることや、アルゴンレスになったとしても高分
解率が減圧条件でしか得られず、真空ポンプなどの付帯
設備や密閉構造が必要となるなど、装置は小型化できる
が、腐食性ガスの発生により電極が劣化するために、放
電を駆動させるガスとしてフロンなどの有機ハロゲン化
化合物が使えないことから、高価なアルゴンガスや空気
を使わざるを得ない。しかし、空気を駆動ガスに使用し
た場合、アーク放電で約６０００Ｋに昇温されたプラズ
マ中で窒素と酸素が反応して窒素性酸化物が生成され
る。これにより新たな排ガスの除害処理をする必要があ
る。

【００１５】さらに、プラズマを用いる方法で重要な点
は、有機ハロゲン化合物に効率よく電磁波などのエネル
ギーを投入できること、有機ハロゲン化合物及び水等の
酸化剤のような分解助剤をプラズマ中に均一に導入する
ことである。プラズマ生成やプラズマ中へのガス混合が
不均一な場合、プラズマが不安定になるとともに、プラ
ズマ中のガス温度の低下や反応性低下という問題が発生
する。

【００１６】本願第１の発明の目的は、有機ハロゲン化
合物を含んだガスにマイクロ波を照射することによって
熱プラズマを生成し、有機ハロゲン化合物を分解する構
成とすることにより、フロン、トリクロロメタン等の揮
発性有機ハロゲン化合物を高効率で分解することができ
るプラズマによる有機ハロゲン化合物分解方法を提供す
ることにある。

【００１７】本願第２の発明の目的は、有機ハロゲン化
合物を含んだガスにマイクロ波を照射することによって
熱プラズマを生成させ、そのプラズマ中にアルカリ水を
噴射することによって有機ハロゲン化合物を分解，さら
に生成物を無害化する構成とすることにより、第１の発
明と同様、揮発性有機ハロゲン化合物を高効率で分解す
ることができるプラズマによる有機ハロゲン化合物分解
方法を提供することにある。

【００１８】本願第３の発明の目的は、プラズマを生成
するためのマイクロ波キャビティーと、反応生成物を無
害化するためのアルカリ液を収容した第１容器と、開口
された下端部を有し、該下端部を前記アルカリ液に浸漬
して配置された反応器と、下端部が前記反応器内に達す
るとともに上端部が前記マイクロ波キャビティー内部を
貫通するように設けられた放電管と、前記放電管に配管
を介して接続され、有機ハロゲン化合物を収容した第２
容器とを具備した構成とすることにより、第１の発明と
同様、揮発性有機ハロゲン化合物を高効率で分解するこ
とができるプラズマによる有機ハロゲン化合物分解装置
を提供することにある。

【００１９】本願第４の発明の目的は、前記放電管と第
１容器を連結する配管（第１配管）に第２配管を介して
接続された水供給系と、第２配管に設けられ、水供給系
からの水を水蒸気に変えるヒータとを具備した構成とす
ることにより、第１の発明と同様、揮発性有機ハロゲン
化合物を高効率で分解することができるプラズマによる
有機ハロゲン化合物分解装置を提供することにある。

【００２０】本願第５の発明の目的は、前記反応管の側
壁に、マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成し
た熱プラズマに水蒸気を噴出する水蒸気噴出手段を設け
た構成とすることにより、第１の発明と同様、揮発性有
機ハロゲン化合物を高効率で分解することができるプラ
ズマによる有機ハロゲン化合物分解装置を提供すること
にある。

【００２１】本願第６の発明の目的は、前記反応管の側
壁に、マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成し
た熱プラズマにアルカリ水を噴出するアルカリ水噴出手
段を設けた構成とすることにより、第１の発明と同様、
揮発性有機ハロゲン化合物を高効率で分解することがで
きるプラズマによる有機ハロゲン化合物分解装置を提供
することにある。

【００２２】本願第７の発明の目的は、前記反応器の周
囲もしくは第１容器の下部の少なくともいずれかに、マ
イクロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラ
ズマに水を供給するために、前記アルカリ水から蒸気を
発生させるヒータを設けた構成とすることにより、第１
の発明と同様、揮発性有機ハロゲン化合物を高効率で分
解することができるプラズマによる有機ハロゲン化合物
分解装置を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、有機
ハロゲン化合物を含んだガスにマイクロ波を照射するこ
とによって熱プラズマを生成し、有機ハロゲン化合物を
分解することを特徴とするプラズマによる有機ハロゲン
化合物の分解方法である。

【００２４】第１の発明においては、有機ハロゲン化合
物の分解手段としては、有機ハロゲン化合物と水蒸気の
混合ガスにマイクロ波を照射することによって熱プラズ
マ中で有機ハロゲン化合物を分解する方法、あるいは有
機ハロゲン化合物を含んだガスにマイクロ波を照射する
ことによって熱プラズマを生成させ、そのプラズマ中に
水を噴射することによって有機ハロゲン化合物を分解す
る方法が挙げられる。

【００２５】本願第２の発明は、有機ハロゲン化合物を
含んだガスにマイクロ波を照射することによって熱プラ
ズマを生成させ、そのプラズマ中にアルカリ水を噴射す
ることによって有機ハロゲン化合物を分解，さらに生成
物を無害化することを特徴とするプラズマによる有機ハ
ロゲン化合物の分解方法である。

【００２６】本願第３の発明は、有機ハロゲン化合物を
含んだガスにマイクロ波を照射することによって熱プラ
ズマを生成し、有機ハロゲン化合物を分解するプラズマ
による有機ハロゲン化合物の分解装置であり、プラズマ
を生成するためのマイクロ波キャビティーと、反応生成
物を無害化するためのアルカリ液を収容した第１容器
と、開口された下端部を有し、該下端部を前記アルカリ
液に浸漬して配置された反応器と、下端部が前記反応器
内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャビティ
ー内部を貫通するように設けられた放電管と、前記放電
管に配管を介して接続され、有機ハロゲン化合物を収容
した第２容器とを具備することを特徴とするプラズマに
よる有機ハロゲン化合物の分解装置である。この分解装
置は後述する図１に対応する。

【００２７】本願第４の発明は、有機ハロゲン化合物と
水蒸気の混合ガスにマイクロ波を照射することによって
熱プラズマ中で有機ハロゲン化合物を分解するプラズマ
による有機ハロゲン化合物の分解装置であり、プラズマ
を生成するためのマイクロ波キャビティーと、反応生成
物を無害化するためのアルカリ液を収容した第１容器
と、開口された下端部を有し、該下端部を前記アルカリ
液に浸漬して配置された反応器と、下端部が前記反応器
内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャビティ
ー内部を貫通するように設けられた放電管と、前記放電
管に第１配管を介して接続され、有機ハロゲン化合物を
収容した第２容器と、前記第１配管に第２配管を介して
接続された水供給系と、前記第２配管に設けられ、水供
給系からの水を水蒸気に変えるヒータとを具備すること
を特徴とするプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解
装置である。この分解装置は後述する図２に対応する。

【００２８】本願第５の発明は、有機ハロゲン化合物を
含んだガスにマイクロ波を照射することによって熱プラ
ズマを生成し、その熱プラズマに水を噴霧することによ
って有機ハロゲン化合物を分解するプラズマによる有機
ハロゲン化合物の分解装置であり、プラズマを生成する
ためのマイクロ波キャビティーと、反応生成物を無害化
するためのアルカリ液を収容した第１容器と、開口され
た下端部を有し、該下端部を前記アルカリ液に浸漬して
配置された反応器と、下端部が前記反応器内に達すると
ともに上端部が前記マイクロ波キャビティー内部を貫通
するように設けられた放電管と、前記放電管に第１配管
を介して接続され、有機ハロゲン化合物を収容した第２
容器と、前記反応管の側壁に設けられ、マイクロ波照射
によって放電管の先端部に生成した熱プラズマに水蒸気
を噴出する水蒸気噴出手段とを具備することを特徴とす
るプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置であ
る。この分解装置は後述する図３に対応する。

【００２９】本願第６の発明は、有機ハロゲン化合物を
含んだガスにマイクロ波を照射することによって熱プラ
ズマを生成し、その熱プラズマにアルカリ水を噴霧する
ことによって有機ハロゲン化合物を分解するプラズマに
よる有機ハロゲン化合物の分解装置であり、プラズマを
生成するためのマイクロ波キャビティーと、反応生成物
を無害化するためのアルカリ液を収容した第１容器と、
開口された下端部を有し、該下端部を前記アルカリ液に
浸漬して配置された反応器と、下端部が前記反応器内に
達するとともに上端部が前記マイクロ波キャビティー内
部を貫通するように設けられた放電管と、前記放電管に
第１配管を介して接続され、有機ハロゲン化合物を収容
した第２容器と、前記反応管の側壁に設けられ、マイク
ロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラズマ
にアルカリ水を噴出するアルカリ水噴出手段とを具備す
ることを特徴とするプラズマによる有機ハロゲン化合物
の分解装置である。この分解装置は後述する図４に対応
する。

【００３０】本願第７の発明は、有機ハロゲン化合物を
含んだガスにマイクロ波を照射することによって熱プラ
ズマを生成し、その熱プラズマに水を供給することによ
って有機ハロゲン化合物を分解するプラズマによる有機
ハロゲン化合物の分解装置であり、プラズマを生成する
ためのマイクロ波キャビティーと、反応生成物を無害化
するためのアルカリ液を収容した第１容器と、開口され
た下端部を有し、該下端部を前記アルカリ液に浸漬して
配置された反応器と、下端部が前記反応器内に達すると
ともに上端部が前記マイクロ波キャビティー内部を貫通
するように設けられた放電管と、前記放電管に第１配管
を介して接続され、有機ハロゲン化合物を収容した第２
容器と、前記反応器の周囲もしくは第１容器の下部の少
なくともいずれかに設けられ、マイクロ波照射によって
放電管の先端部に生成した熱プラズマに水を供給するた
めに、前記アルカリ水から蒸気を発生させるヒータとを
具備することを特徴とするプラズマによる有機ハロゲン
化合物の分解装置である。この分解装置は後述する図５
に対応する。

【００３１】［作用］プラズマ状態では、高いガス温度
（２０００〜６０００Ｋ）に加えて、電子のエネルギー
も高いため、有機ハロゲン化合物は容易に塩素原子、フ
ッ素原子、水素原子を解離しやすい状態にある。

【００３２】従って、請求項１記載の発明では、有機ハ
ロゲン化合物を含んだガスにマイクロ波を照射し、ガス
をプラズマ化する。また、請求項２記載の発明では、有
機ハロゲン化合物に水蒸気を添加したガスにマイクロ波
を照射し、ガス全体をプラズマ化する。

【００３３】アーク放電のように電極を必要としないマ
イクロ波の使用による有機ハロゲン化合物のプラズマ化
によって腐食性による放電部の損傷がない。分解反応機
構は、代表的な例としてエアコン等の冷媒に使用されて
いるフロンＲ１２（ＣＣｌ₂ Ｆ₂ ）については、 ＣＣｌ₂ Ｆ₂ ＋２Ｈ₂ Ｏ→２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋ＣＯ₂ と考えられ、生成物の除害には次の反応を用いることが
できる。

【００３４】２ＨＣｌ＋２ＨＦ＋２Ｃａ（ＯＨ）₂ →Ｃ
ａＣｌ₂ ＋ＣａＦ₂ ＋４Ｈ₂ Ｏ また、塩素以外のハロゲン化合物であるフロン１３４ａ
（ＣＦ₃ ＣＨ₂ Ｆ）についても本発明は有効である。反
応例を次に示す。 ＣＦ₃ ＣＨ₂ Ｆ＋２Ｈ₂ Ｏ→４ＨＦ＋ＣＯ₂ ＋Ｃ Ｃは酸素等の存在下ではＣＯ₂ に転化する。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。なお、本実施例では有機ハロゲン化合
物の中でも比較的分解しにくいフロン１３４ａ（ＣＨ₂
ＣＦ₄ ）の分解実験を例示する。マイクロ波は周波数
２．４５ＧＨｚ、放電には同軸導波管型のキャビティー
を用いた例を示す。

【００３６】（実施例１）図１を参照する。図中の付番
21は、アルカリ水溶液（水酸化カルシウム）22を収容し
た石英製の容器である。この容器21には、下端部が開口
した反応器23が下端部を前記アルカリ水溶液22に浸漬し
た状態で配置されている。前記反応器23の上部には、外
径１２ｍｍ、内径１１ｍｍの石英製の放電管24が下端部
が反応器23内まで延出して立設されている。前記反応器
23の上方には、放電管24の上部側が貫通するマイクロ波
同軸導波管型キャビティー25が配置されている。このキ
ャビティー25は、外導体の内径４０ｍｍ、内導体の外径
１０ｍｍで、外導体と内導体のギャップ長さは１０ｍｍ
である。前記放電管24の上端側は、前記キャビティー25
内の同軸導波管変換器26の内導体内部に貫通して取り付
けられている。前記キャビティー25の一端側には、マイ
クロ波発信器27が取り付けられている。前記放電管24に
は、フロンガス28を収容した容器29、空気30を収容した
容器31が配管32を介して接続されている。前記容器21の
上部には排気ダクト33が接続されている。

【００３７】このように、上記実施例１に係る有機ハロ
ゲン化合物の分解装置は、反応生成物を無害化するため
のアルカリ水溶液22を収容した石英製の容器21と、開口
した下端部を前記アルカリ水溶液22に浸漬した状態で配
置さらた反応器23と、プラズマを生成するためのマイク
ロ波同軸導波管型キャビティー25と、プラズマを保持す
る放電管24等とを具備した構成となっている。

【００３８】こうした構成の分解装置の作用は、次の通
りである。まず、キャビティー内部の放電管24にフロン
１３４ａを大気圧、流量１０リットル（ｌ）／ｍｉｎで
供給する一方、マイクロ波発信器27から２．４５ＧＨｚ
のマイクロ波を同軸導波管変換器26を経てキャビティー
25内に導き、そこで形成されたマイクロ波電界で放電さ
せた。フロンガス28は放電プラズマにより反応器23内で
分解された後、アルカリ水溶液22中を通過し、除害処理
され、炭酸ガス等を含む残りのガスは排気ダクト33から
排出した。フロンの分解率は反応器23内のガスを一部採
取し、プラズマ有無のフロン濃度のガスクロ分析から算
出した。フロン供給量０．１ｋｇ／ｈでマイクロ波パワ
ーをパラメータとした場合の分解率測定の実験結果を、
下記表１に示す。この試験において、添加ガスとしてア
ルゴンや空気等が混入しても、マイクロ波パワーを調節
すれば、ほぼ同程度の分解率が得られることがわかっ
た。

【００３９】

【表１】

【００４０】（実施例２）図２を参照する。但し、図１
と同部材は同符号を付して説明を省略する。本実施例２
は、容器29からの配管32に水供給系41からの配管42を接
続させ、かつ配管42の一部に水供給系41から供給される
水を水蒸気とするリボンヒータ43を設けた点を特徴とす
る。本実施例２の場合、水供給系41からは摂氏１２０度
に加熱した水を配管42を通して送り、ガス用の配管32に
合流する直前でリボンヒータ43により加熱して水蒸気に
変え、フロンガスと混合するものである。

【００４１】フロン分解率は、実施例１と同様にして求
めた。フロン供給量０．１ｋｇ／ｈ及び水蒸気供給量
０．１ｋｇ／ｈで、マイクロ波パワーをパラメータとし
た場合の分解率測定の実験結果を、下記表２に示す。こ
の試験においても、添加ガスとしてアルゴンや空気等が
混入しても、マイクロ波パワーを調節すれば、ほぼ同程
度の分解率が得られることがわかった。

【００４２】

【表２】

【００４３】なお、上記実施例２では、水蒸気の供給方
法として配管を通る水をリボンヒータで加熱気化させる
方法を記載したが、水槽をヒータ等で加熱した容器内を
バブリングさせ、その飽和蒸気圧に応じた水蒸気として
供給しても同様の効果が得られる。

【００４４】（実施例３）図３を参照する。但し、図１
と同部材は同符号を付して説明を省略する。本実施例３
は、反応器23の上部側壁に２つのパイプ44を対向して取
り付け、マイクロ波照射によって生成したフロンプラズ
マ（熱プラズマ）45中にパイプ44から水を霧状に噴霧す
る構成にしたことを特徴とする。

【００４５】フロン分解率は、実施例１と同様にして求
めた。フロン供給量０．１ｋｇ／ｈ及び噴霧する水供給
量０．１ｋｇ／ｈで、マイクロ波パワーをパラメータと
した場合の分解率測定の実験結果を、下記表３に示す。
この試験においても、添加ガスとしてアルゴンや空気等
が混入しても、マイクロ波パワーを調節すれば、ほぼ同
程度の分解率が得られることがわかった。

【００４６】

【表３】

【００４７】なお、上記実施例２では、水の供給方法と
して対向して配置させたパイプを２カ所から霧状の水を
噴霧する方法について記載したが、反応器内のプラズマ
を取り囲むように円周上からまんべんなく噴霧するよう
にパイプを設ければ、更に分解率が上がることが期待で
きる。

【００４８】（実施例４）図４を参照する。但し、図１
及び図３と同部材は同符号を付して説明を省略する。

【００４９】本実施例４は、反応器23の上部側壁に２つ
のパイプ46を対向して取り付け、マイクロ波照射によっ
て生成したフロンプラズマ45をパイプ46から反応器25内
壁面に沿って流すアルカリ水47に接触させて、フロンガ
ス28の分解と生成物の中和を同時に行う構成にしたこと
を特徴とする。

【００５０】フロン分解率は実施例１と同様にして求め
た。フロン供給量０．１ｋｇ／ｈ及び噴霧する水酸化カ
ルシウムを溶解させたアルカリ水供給量０．１ｋｇ／ｈ
で、マイクロ波パワーをパラメータとした場合の分解率
測定の実験結果を、下記表４に示す。この試験におい
て、添加ガスとしてアルゴンや空気等が混入しても、マ
イクロ波パワーを調節すれば、ほぼ同程度の分解率が得
られることがわかった。

【００５１】

【表４】

【００５２】なお、実施例４では、アルカリ水の供給方
法として反応器内壁面に沿って流す方法について記載し
たが、これに限らず、反応器内のプラズマを取り囲むよ
うに直接アルカリ水を噴霧してもよい。

【００５３】（実施例５）図５を参照する。但し、図１
及び図３と同部材は同符号を付して説明を省略する。

【００５４】本実施例５は、反応器23の外周部にヒータ
48を設けるとともに、容器22の下部にヒータ49を設け
て、反応器23内の水蒸気50の量を調節することにより、
フロンガス28の分解に必要な水分供給量を安定化させた
構成にしたことを特徴とする。

【００５５】フロン分解率は実施例１と同様にして求め
た。フロン供給量０．１ｋｇ／ｈ及びアルカリ水温度８
５度で、マイクロ波パワーをパラメータとした場合の分
解率測定の実験結果を、下記表５に示す。この試験にお
いて、添加ガスとしてアルゴンや空気等が混入しても、
マイクロ波パワーを調節すれば、ほぼ同程度の分解率が
得られることがわかった。

【００５６】

【表５】

【００５７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、廃
棄物中あるいは排気ガス中のフロンやトリクロロメタン
等の有機ハロゲン化合物を高い分解率（９９．９９％以
上）で無害化処理できる。また、マイクロ波は大きなエ
ネルギーを効率よく有機ハロゲン化合物を含んだガスに
集中的に供給し、効率よくプラズマ化できる。さらに、
電磁波として制御性に優れることや量産化電源が使用可
能の点から、装置の小型化や低コスト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る有機ハロゲン化合物の
分解装置の正面断面図。

【図２】本発明の実施例２に係る有機ハロゲン化合物の
分解装置の正面断面図。

【図３】本発明の実施例３に係る有機ハロゲン化合物の
分解装置の正面断面図。

【図４】本発明の実施例４に係る有機ハロゲン化合物の
分解装置の正面断面図。

【図５】本発明の実施例５に係る有機ハロゲン化合物の
分解装置の正面断面図。

【図６】従来の高周波放電方式の有機ハロゲン化合物の
分解装置の正面断面図。

【図７】従来のＤＣアーク放電方式の有機ハロゲン化合
物の分解装置の正面断面図。

【符号の説明】

21、29、31…容器、 22…アルカリ水溶液、 23…反応器、 24…放電管、 25…マイクロ波同軸導波管型キャビティー、 26…同軸導波管変換器、 27…マイクロ波発信器、 28…フロンガス、 29…空気、 32、42…配管、 33…排気ダクト、 41…水供給系、 43…リボンヒータ、 44、46…パイプ、 45…フロンプラズマ、 47…アルカリ水、 48、49…ヒータ、 50…水蒸気。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−131116（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−24081（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−150055（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 53/54 - 53/96 B01J 19/08

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイ
   クロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、有
   機ハロゲン化合物を分解することを特徴とするプラズマ
   による有機ハロゲン化合物の分解方法。
2. 【請求項２】 有機ハロゲン化合物と水蒸気の混合ガス
   にマイクロ波を照射することによって熱プラズマ中で有
   機ハロゲン化合物を分解することを特徴とする請求項１
   記載のプラズマによる有機ハロゲン化合物の分解方法。
3. 【請求項３】 有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイ
   クロ波を照射することによって熱プラズマを生成させ、
   そのプラズマ中に水を噴射することによって有機ハロゲ
   ン化合物を分解することを特徴とする請求項１記載のプ
   ラズマによる有機ハロゲン化合物の分解方法。
4. 【請求項４】 有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイ
   クロ波を照射することによって熱プラズマを生成させ、
   そのプラズマ中にアルカリ水を噴射することによって有
   機ハロゲン化合物を分解，さらに生成物を無害化するこ
   とを特徴とするプラズマによる有機ハロゲン化合物の分
   解方法。
5. 【請求項５】 有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイ
   クロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、有
   機ハロゲン化合物を分解するプラズマによる有機ハロゲ
   ン化合物の分解装置であり、 プラズマを生成するためのマイクロ波キャビティーと、
   反応生成物を無害化するためのアルカリ液を収容した第
   １容器と、開口された下端部を有し、該下端部を前記ア
   ルカリ液に浸漬して配置された反応器と、下端部が前記
   反応器内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャ
   ビティー内部を貫通するように設けられた放電管と、前
   記放電管に配管を介して接続され、有機ハロゲン化合物
   を収容した第２容器とを具備することを特徴とするプラ
   ズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置。
6. 【請求項６】 有機ハロゲン化合物と水蒸気の混合ガス
   にマイクロ波を照射することによって熱プラズマ中で有
   機ハロゲン化合物を分解するプラズマによる有機ハロゲ
   ン化合物の分解装置であり、 プラズマを生成するためのマイクロ波キャビティーと、
   反応生成物を無害化するためのアルカリ液を収容した第
   １容器と、開口された下端部を有し、該下端部を前記ア
   ルカリ液に浸漬して配置された反応器と、下端部が前記
   反応器内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャ
   ビティー内部を貫通するように設けられた放電管と、前
   記放電管に第１配管を介して接続され、有機ハロゲン化
   合物を収容した第２容器と、前記第１配管に第２配管を
   介して接続された水供給系と、前記第２配管に設けら
   れ、水供給系からの水を水蒸気に変えるヒータとを具備
   することを特徴とするプラズマによる有機ハロゲン化合
   物の分解装置。
7. 【請求項７】 有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイ
   クロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、そ
   の熱プラズマに水を噴霧することによって有機ハロゲン
   化合物を分解するプラズマによる有機ハロゲン化合物の
   分解装置であり、 プラズマを生成するためのマイクロ波キャビティーと、
   反応生成物を無害化するためのアルカリ液を収容した第
   １容器と、開口された下端部を有し、該下端部を前記ア
   ルカリ液に浸漬して配置された反応器と、下端部が前記
   反応器内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャ
   ビティー内部を貫通するように設けられた放電管と、前
   記放電管に第１配管を介して接続され、有機ハロゲン化
   合物を収容した第２容器と、前記反応管の側壁に設けら
   れ、マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成した
   熱プラズマに水蒸気を噴出する水蒸気噴出手段とを具備
   することを特徴とするプラズマによる有機ハロゲン化合
   物の分解装置。
8. 【請求項８】 有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイ
   クロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、そ
   の熱プラズマにアルカリ水を噴霧することによって有機
   ハロゲン化合物を分解するプラズマによる有機ハロゲン
   化合物の分解装置であり、 プラズマを生成するためのマイクロ波キャビティーと、
   反応生成物を無害化するためのアルカリ液を収容した第
   １容器と、開口された下端部を有し、該下端部を前記ア
   ルカリ液に浸漬して配置された反応器と、下端部が前記
   反応器内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャ
   ビティー内部を貫通するように設けられた放電管と、前
   記放電管に第１配管を介して接続され、有機ハロゲン化
   合物を収容した第２容器と、前記反応管の側壁に設けら
   れ、マイクロ波照射によって放電管の先端部に生成した
   熱プラズマにアルカリ水を噴出するアルカリ水噴出手段
   とを具備することを特徴とするプラズマによる有機ハロ
   ゲン化合物の分解装置。
9. 【請求項９】 有機ハロゲン化合物を含んだガスにマイ
   クロ波を照射することによって熱プラズマを生成し、そ
   の熱プラズマに水を供給することによって有機ハロゲン
   化合物を分解するプラズマによる有機ハロゲン化合物の
   分解装置であり、 プラズマを生成するためのマイクロ波キャビティーと、
   反応生成物を無害化するためのアルカリ液を収容した第
   １容器と、開口された下端部を有し、該下端部を前記ア
   ルカリ液に浸漬して配置された反応器と、下端部が前記
   反応器内に達するとともに上端部が前記マイクロ波キャ
   ビティー内部を貫通するように設けられた放電管と、前
   記放電管に第１配管を介して接続され、有機ハロゲン化
   合物を収容した第２容器と、前記反応器の周囲もしくは
   第１容器の下部の少なくともいずれかに設けられ、マイ
   クロ波照射によって放電管の先端部に生成した熱プラズ
   マに水を供給するために、前記アルカリ水から蒸気を発
   生させるヒータとを具備することを特徴とするプラズマ
   による有機ハロゲン化合物の分解装置。